[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«КАЗАНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ им. А.Н. Туполева-КАИ»
ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ
ПО СПЕЦИАЛЬНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ,
соответствующей направленности (профилю) программы подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре 01.04.08 ФИЗИКА ПЛАЗМЫ Казань, 2014 Программа вступительного испытания по специальной дисциплине, соответствующей направленности (профилю) «Физика плазмы»направления подготовки научно-педагогических кадров в аспирантуре 03.06.01 Физика и астрономия разработана на основании федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования магистратуры и специалитета, в соответствии с рабочими программами дисциплины «Физика плазмы» для специалистов и одобрена на заседании кафедры Общей физики, протокол № 4 от 22.05.2014.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОГРАММЕ ВСТУПИТЕЛЬНОГО
ИСПЫТАНИЯ ПО ФИЗИКЕ ПЛАЗМЫ
Основной целью вступительного испытания в аспирантуру по физике плазмы является выявление компетенций в различных областях, таких как:- понимание методологических основ дисциплины;
- знание общих основ физики плазмы;
- знание фундаментальных понятий и принципов физики плазмы;
- знание научно-методологических и методических основ экспериментальных исследований в области физики плазмы;
- знание современных методов обработки, систематизации и интерпретации результатов эксперимента;
- знание основных методов диагностики плазмы;
-знание основных проблем физики плазмы, связанных с созданием плазменной энергетики и электроники нового поколения, а также современных плазменных нанотехнологий.
СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ИСПЫТАНИЯ
ПО ФИЗИКЕ ПЛАЗМЫ
На вступительном испытании соискатель должен продемонстрировать основные компетенции, сформированные в результате освоения дисциплины «Физика плазмы» и смежных с ней дисциплин в высшем учебном заведении по программам специалитета и магистратуры. Поступающий в аспирантуру должен:• Иметь представления об основных явлениях и фундаментальных законах разделов: Термодинамика плазмы, Элементарные процессы и физическая кинетика, Динамика заряженных частиц в электрическом и магнитном полях, Магнитная гидродинамика плазмы, Колебания, волны и неустойчивости в плазме, Взаимодействие заряженных частиц с волнами в плазме, методы диагностики плазмы, Электрический разряд в газах.
• Знать прикладные проблемы физики плазмы, необходимые для освоения физических основ физики плазмы; теоретические и экспериментальные методы исследований плазмы.
• Уметь применять методы расчета и численной оценки точности результатов фундаментальных и прикладных исследований с применением компьютерных технологий и методик математического моделирования, аналитической и графической обработки результатов измерений.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ СТРУКТУРА ИСПЫТАНИЯ
Устный ответ на три вопроса из списка вопросов для вступительного испытания.Беседа с членами приемной комиссии по вопросам, связанным с научным исследованием соискателя.
ВОПРОСЫ ПРОГРАММЫ ПО ФИЗИКЕ ПЛАЗМЫ,
РАССМАТРИВАЕМЫЕ В ХОДЕ ИСПЫТАНИЯ
Общая часть программы 1. Понятие плазмы, квазинейтральность, микрополя, дебаевский радиус, идеальная и неидеальная плазма.2. Условие термодинамического равновесия, термическая ионизация.
Локальное термодинамическое равновесие.
3. Столкновения заряженных частиц, формула Резерфорда.
4. Столкновения электронов с атомами (упругие и неупругие), столкновения тяжелых частиц.
5. Удары второго рода. Эффективность ударов второго рода. Принцип детального равновесия.
6. Ионизация частиц в плазме. Формула Томсона.
7. Процессы рекомбинации, перезарядки и прилипания в плазме.
8. Движение в скрещенных электрическом и магнитном полях.
Дрейфовое приближение, разновидности дрейфового движения.
9. Уравнения движения плазмы в магнитном поле, проникновение магнитного поля в плазму, "вмороженность" магнитного поля.
10.Основные типы колебаний и волн в плазме. Лэнгмюровские электронные и ионные колебания.
11. Элементарные радиационные процессы, интенсивность спектральных линий, сплошные спектры, вынужденное испускание.
12. Зондовые методы диагностики плазмы.
13. Оптические методы диагностики плазмы.
14. Проблемы диагностики анизотропной плазмы.
15. Основные виды разряда: тлеющий разряд, искра, электрическая дуга, ВЧ, СВЧ и оптический разряд, пучковые разряды.
16. Управляемый термоядерный синтез, магнитное удержание и нагрев плазмы в магнитных ловушках.
1. Уравнения Больцмана и Власова, функция распределения электронов, интеграл столкновений, время максвеллизации и скорость выравнивания температур различных компонент плазмы.
2. Явления переноса в плазме, электропроводность, диффузия и теплопроводность частиц при наличии и отсутствии магнитного поля.
3. Неустойчивость плазмы, виды неустойчивости, перегревная и ионизационная неустойчивости.
4. Показатель преломления плазмы, пространственная и временная дисперсия, фазовая и групповая скорости плазменных волн.
5. Возбуждение и затухание волн в плазме, черенковское излучение, затухание Ландау.
6. Раскачка плазменных колебаний пучками. Квазилинейное приближение.
7. Распространение электромагнитных волн в неоднородной плазме, геометрическая оптика, плазменный резонанс.
8. Основные нелинейные процессы взаимодействия волн, неустойчивость плазмы в сильном электромагнитном поле.
прозрачная и непрозрачная плазма, лучистая теплопроводность.
10. Таунсендовский разряд.
11. Положительный столб тлеющего разряда.
12. Приэлектродные области тлеющего разряда.
13. Условия стационарности разряда.
14. Электрическая дуга.
15. Ударные волны в плазме, скачок уплотнения, релаксационный слой, излучение ударных волн.
16. Плазменные источники излучения.
17. Преобразование тепловой энергии в электрическую: МГДпреобразователи, термоэмиссионные преобразователи тепловой энергии в электрическую.
18. Приборы современной плазменной энергетики.
19. Методы диагностики химически активной плазмы.
20. Взаимодействие плазмы с поверхностью твердых тел. Плазменные нанотехнологии (травление, имплантация, упрочнение, нанесение покрытий и пр.).
21. Химические реакции в равновесной и неравновесной плазме.
Механизмы и кинетика осуществления плазмохимических реакций, роль заряженных и возбужденных частиц.
РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кудрявцев А.А., Смирнов А.С., Цендин Л.Д. Физика тлеющего разряда. М., СПб.: Лань, 2010.2. Голант В.Е., Жилинский А.П., Сахаров И.Е. Основы физики плазмы.
– СПб.: «Лань», 2011.
газоразрядной плазмы. – Казань: «Фэн», 1996.
Вопросы теории плазмы: Серия сб. / Под ред. М.А. Леонтовича, Б.Б. Кадомцева. М.: Госатомиздат.
Химия плазмы: Серия сб. / Под ред. Б.М. Смирнова. М.:
Энергоатомиздат.
БАЗЫ ДАННЫХ, ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНЫЕ И
ПОИСКОВЫЕ СИСТЕМЫ:
Российская государственная библиотека www.rsl.ru Библиотека по естественным наукам РАН www.benran.ru Всероссийский институт научной и технической информации www.viniti.ru (ВИНИТИ) Государственная публичная научно-техническая библиотека www.gpntb.ru Научная библиотека Санкт-Петербургского государственного www.phys.pu.ru/library/ университета Научная электронная библиотека РФФИ http://www.rfbr.ru/rffi/ru/ БД библиотеки Принстонского Университета http: // www.princeton.edu/ Государственная публичная научно-техническая библиотека http://www.spsl.nsc.ru/ Сибирского отделения РАН Информационная система "Единое окно доступа к window.edu.ru/window/ образовательным ресурсам" library?p_rubr=2.2.74. Федеральный портал «Российское образование» http://www.edu.ru/.
«